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Inertie
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Si aucune force externe n'agit sur un objet, celui-ci aura tendance à maintenir son état actuel, ce qui signifie que sa vitesse reste constante.
Ce phénomène est connu sous le nom d'inertie et donne lieu au premier principe de Newton, qui généralise cette idée en affirmant que les objets ont tendance à maintenir leur moment constant, ce qui, dans le cas d'une masse constante, se réduit à une vitesse constante.
ID:(754, 0)
Mécanismes
Iframe
Mécanismes
ID:(15472, 0)
Notion de masse inertielle
Concept
Tout objet a une inertie, ce qui signifie qu\'il résiste aux changements de son état. L\'état est associé à la vitesse qu\'il possède, tandis que l\'inertie elle-même est associée à la fois à la vitesse et à la masse inertielle appelée. Bien que la masse coïncide avec la valeur déterminée par une balance (masse gravitationnelle), sa signification physique est différente car l\'inertie se produit même dans des situations où il n\'y a pas de gravité.
Pour déterminer sa valeur, il faut mesurer la quantité de force qui accélère un corps. Cependant, il est courant de supposer la valeur en mesurant simplement la masse gravitationnelle, car elle coïncide avec la valeur de la masse inertielle.
La mesure de la masse inertielle, tout comme la masse gravitationnelle, est exprimée en kilogrammes (système MKS).
ID:(2879, 0)
Première loi de Newton
Top
L'inertie fait référence à la tendance des corps à maintenir leur état actuel. Autrement dit, une force est nécessaire pour modifier leur vitesse. Si la force appliquée est très faible, elle n'aura aucun effet sur les corps. Par exemple, sur une table recouverte d'une nappe glissante, la nappe peut être rapidement retirée sans que la vaisselle ne bouge.
Une des conséquences de l'inertie est que chaque corps maintiendra son état, que ce soit au repos ou en mouvement uniforme dans une ligne droite, à moins d'être affecté par une force.
Mathématiquement, s'il n'y a pas de force ($F$),
| $ F =0$ |
alors a vitesse ($v$) est constant :
| $$ |
En rigueur stricte, l'absence de force implique que le moment est constant. Dans le cas où la masse est constante, un moment constant implique également une vitesse constante.
ID:(15536, 0)
Crayon comme projectile
Description
Si un crayon graphite est tiré d\'un canon à haute vitesse, il se comporte comme s\'il était hautement rigide et peut pénétrer des planches de bois sans être endommagé
ID:(2882, 0)
Pailles comme projectiles
Description
Si une simple paille est tirée d\'un canon à haute vitesse, elle devient si rigide qu\'elle peut pénétrer des objets comme une pomme de terre sans être endommagée ni pliée:
ID:(2883, 0)
Retirer la nappe sans déplacer la vaisselle
Description
Si la nappe est retirée suffisamment rapidement sous la vaisselle, par inertie, la vaisselle restera en place et retombera simplement sur la table une fois la nappe retirée. Si le processus est effectué lentement, la vaisselle suivra la nappe et finira par tomber sur le sol.
ID:(2881, 0)
Manière de jouer Jenga
Description
Tout joueur de Jenga qui réussit sait que la seule façon d\'éviter que la tour ne tombe est de retirer les blocs avec de petits coups rapides qui enlèvent les éléments rapidement, plutôt que de les déplacer lentement. La raison en est que le mouvement lent des blocs rend la tour instable et peut éventuellement la faire tomber. Cependant, si le mouvement est effectué rapidement, grâce à l\'inertie, la tour reste debout et quand elle commence à réagir, elle est déjà dans une position stable.
ID:(2880, 0)
Space Shuttle
Description
La navette spatiale était un programme de la NASA conçu pour permettre à un vaisseau spatial d\'atteindre l\'orbite, de réaliser des opérations telles que le déploiement, la réparation ou la récupération d\'un satellite, et de retourner sur la surface de la Terre. Au cours du processus, seul le réservoir principal de carburant était perdu, les deux propulseurs montés sur ses côtés étant récupérés via un parachute après une chute. Le réservoir était isolé avec une couche protectrice, car le carburant devait être maintenu à basse température.
L\'un des accidents mortels du programme des navettes spatiales s\'est produit lorsqu\'un morceau d\'isolation du réservoir principal de carburant s\'est détaché lors du décollage. Le morceau, de la taille d\'une brique, avait la consistance de mousse de plastique, mais en raison de la grande vitesse à laquelle il se déplaçait, son inertie l\'a transformé en un objet rigide. En conséquence, lorsqu\'il a heurté l\'aile de la navette spatiale, il a créé un trou plusieurs fois plus grand que l\'objet lui-même. Ce dommage est passé inaperçu, et lorsque la navette est revenue dans l\'atmosphère une semaine plus tard, les gaz incandescents créés par la friction avec l\'atmosphère ont causé la désintégration de l\'aile. Cela a rendu la navette incontrôlable et elle s\'est écrasée.
ID:(13999, 0)
Effet de la modification de la masse
Description
Si aucune force n'agit sur un corps, son moment d'inertie restera constant. Cela signifie que le produit de a masse d'inertie ($m_i$) et a vitesse ($v$) restera constant. En d'autres termes, si la masse augmente, la vitesse diminuera, et vice-versa. Pour comprendre pourquoi cela se produit, imaginez un chariot avec une certaine masse et vitesse auquel une masse supplémentaire est ajoutée. Cette masse supplémentaire est initialement au repos dans notre système et n'a donc pas de moment. Le chariot doit transférer une partie de son moment à la nouvelle masse pour qu'elle acquière la même vitesse, ce qui entraîne une perte de moment et, par conséquent, une réduction de la vitesse du chariot :
Inversement, si nous lançons une masse depuis un chariot en mouvement de manière à ce qu'elle s'arrête complètement, nous récupérons le moment que cette masse possédait, augmentant ainsi le moment du chariot et donc sa vitesse. Cela ne peut se produire que si la masse s'arrête lorsqu'elle est lancée ; si elle est simplement libérée, elle continuera de se déplacer à la même vitesse.
Ce dernier processus aide également à comprendre la troisième loi de Newton sur l'action et la réaction, car en agissant sur la masse libérée, nous récoltons la réaction correspondante.
ID:(3238, 0)
Modèle
Top
Paramètres
Variables
Calculs
à 
, puis, sélectionnez la variable: 
à 
Calculs
Calculs
Variable 
Donnée Calculer 
Cible : Équation À utiliser 
Équations
$ \Delta m_i = m_i - m_0 $
Dm_i = m_i - m_0
$ \Delta v \equiv v - v_0 $
Dv = v - v_0
$ p = m_i v $
p = m_i * v
$ p_0 = m_0 v_0 $
p = m_i * v
$ p = p_0 $
p = p_0
ID:(15474, 0)
Premier principe de Newton, cas général
Équation
Si a force à masse constante ($F$) est nul, alors le moment ($p$) sera constant, c'est-à-dire égal à Le moment initial ($p_0$) :
| $ p = p_0 $ |
ID:(15538, 0)
Moment (1)
Équation
Le moment ($p$) est calculé à partir de a masse d'inertie ($m_i$) et a vitesse ($v$) à l'aide de
| $ p = m_i v $ |
ID:(10283, 1)
Moment (2)
Équation
Le moment ($p$) est calculé à partir de a masse d'inertie ($m_i$) et a vitesse ($v$) à l'aide de
| $ p_0 = m_0 v_0 $ |
| $ p = m_i v $ |
ID:(10283, 2)
Variation de vitesse
Équation
L'accélération correspond à la variation de la vitesse par unité de temps.
Il est donc nécessaire de définir a différence de vitesse ($\Delta v$) en fonction de a vitesse ($v$) et a vitesse initiale ($v_0$) comme suit :
| $ \Delta v \equiv v - v_0 $ |
ID:(4355, 0)
Masse constante
Équation
Si a masse d'inertie ($m_i$) varie, le moment est modifié à moins que la vitesse ne varie de manière inverse. Il est donc important de considérer a variation de la masse inertielle ($\Delta m_i$), calculé en utilisant la différence avec a masse initiale ($m_0$) comme suit :
| $ \Delta m_i = m_i - m_0 $ |
ID:(15537, 0)